激光對射在船舶超高預警系統中的應用

目前，在船只撞擊橋墩立柱可采取橋涵標志來引導船只正確地從橋孔中間通行，有效防止船舶與橋墩立柱的碰撞事故，而在橋梁針對船舶的超高撞擊方面國內目前沒有相關的技術手段能夠進行有效的安全防范。絕大多數通航的橋梁處于無人看守狀態，一旦發生超高船舶撞擊鐵路橋或重要通行橋梁事件，管理部門往往在較長事件內都無法獲知，事后應急處理更是無從談起。因此有必要對一些撞擊事件較多的航道橋梁，采用主動式的超高實時檢測和預警，輔以（LED）安全警告標志、網絡監控的方式抑制超高船舶通行，并以抓拍取證方式監控違法船舶，最大限度減少超高船舶的撞橋機率，大幅降低橋梁維護費用，從而更好地保護鐵路橋或重要通行橋梁行車及人民生命財產的安全。

船舶超高系統建設的必要性及應用案例

對進入警戒區域的船舶進行實時超高檢測和報警,促使超高船舶采取相應措施,解決超高船舶撞擊鐵路橋的問題;對不聽勸告繼續前行的超高船舶進行違法取證;遠程視頻網絡監控、網絡報警替代人工看管,從而提高監管質量與效率,符合目前信息化管理要求。

以下是維安達斯激光對射船舶超高預警系統的項目應用案例及東莞新聞網的報道

5年被撞6次的川槎大橋，終于有望擺脫“傷痕累累”的命運。川槎大橋配備的激光預警系統、監控系統和限高架的防撞工程順利通過驗收。這是國內首創的防撞工程。

川槎大橋有了“守護者”

川槎大橋位于廣深高速麻涌和中堂水域相交的高速通航橋，近年來被往來的船只“傷得不輕”。據不完全統計，從2013年起，就發生過6次較為嚴重的碰撞事故，最近一次發生在去年，肇事者是廣州來的一艘工程船，因為視線不佳，在雨中直接撞上橋底。

其后，川槎大橋周邊河段進行了封航維修作業。廣深高速管理方表示，投入8000多萬元人民幣，對發生碰撞橋梁次數較多的川槎大橋、中堂水道橋及新洲河橋等通航橋采取防護措施——建設以“激光防撞預警系統、監控預警系統和水上限高架”為主的防撞工程。

2個月發出700余警告

短短兩個多月，這位“守護者”表現出色：橋梁激光防撞預警系統對欲通過大橋的超高船舶共發出705次警告；監控預警系統實時監控通航橋梁通行狀況共發出25次警告；成功勸返超高船舶103船次，未出現船撞橋的事故。

由廣東省交通運輸廳、東莞海事局、東莞航道局等13家政府部門及單位企業組成的驗收團隊，經過廣深高速現場勘察和會議驗收，一致認為川槎大橋防撞工程達到預期效果，工程質量評定等級為合格，同意工程通過驗收。

通航橋三道“鐵閘”

第一道：激光限高防撞預警系統。利用激光檢測離橋梁300米以外的船只，提前進行超高檢測，對確認超高的船只進行聲光/語音報警及文字和燈光告警。

第二道：水上限高架。在上下游距離橋梁邊緣約14至32米處設置防撞水上限高架，防止超高船只通過。

第三道：監控告警系統。在橋梁邊沿安裝檢測和監控設備，實時監控通航橋梁通行狀況，當超高船只刮碰橋梁時及時告警。

系統組成及工作流程

系統主要由船舶超高探測器、橋涵（橋柱）標志燈、LED警告屏、探照燈、無線信號收發控制裝置、超高抓拍攝像頭、語音報警、太陽能供電設備、視頻監控、網路監控管理等子系統組成，改系統可實現對超高船舶進行超高檢測、聲光報警、LED警告提示、抓拍取證、遠程實時監控、數據傳輸等功能，并能夠將超高船舶的信息及現場畫面通過網絡傳輸到工務段管理中心，并根據管理中心指令，隨時拍攝監控現場。

3.1 ?系統布置原則

第一道預警主要用于提前警示和勸阻超高船舶，安裝位置：船舶從第一道預警到第二道預警保證有足夠的時間采取相應措施而不碰到第二道預警，具體根據各個橋梁而定（河道的通航等級、河道是否有彎道、水流速度、順流還是逆流等）。

第二道預警主要用于對不聽從第一道預警警告繼續闖行的超高船舶進行違法取證。安裝位置：一般橋梁50M米以內，保證電子警察能拍到輪船的船號信息，便于日后索賠取證。

安裝高度：考慮輪船隨風浪的起伏，一般比橋梁凈高低50mm～100mm。

3. 2 ?系統布置簡介

第一道超高檢測預警裝置，超高檢測點（激光對射）設置距離橋梁300m以外的地方。

在橋身及測高點各設置聲光報警器或語音喊話裝置，當超高測高點被超高船舶觸發后立即自動啟動報警，并有延時播放時間。

距離橋梁50米處左右設置抓拍取證點，一旦有超高船舶進入安全警戒區域，立即自動通過短信報警通知值班人員及管理有關人員。

LED禁止標志 在橋身兩端的正中央位置設置一塊LED顯示屏，該顯示屏屏在超高船舶觸發超高檢測后，立即顯示 “超高危險，禁止通行”字樣。

在上下游距離該橋80米的地方各設置一個探照燈，主要用于夜間有超高船舶闖入時能幫助其看清橋梁的大致高度，使其能提前做出反應：該探照燈白天不亮，光線不亮及晚上由超高檢測點觸發點亮，延時2分鐘自動復位關閉。

抓拍取證，在距離橋梁約50m的位置設置違法搶越抓怕取證設備，如超高船舶不聽預警仍然強行沖撞橋梁則抓拍設備能清晰記錄船牌號碼，便于索賠取證：抓拍的圖片通過網絡及時傳輸到工務段的監控電腦端。

網絡視頻監控，現場設置視頻監控記錄系統，除了能記錄現場日常情況外，還能通過寬帶網絡遠程監控，從視頻回放中了解到橋梁是否被沖撞過及損壞情況，也能了解設備是否工作正常。

橋涵標，通航孔上下游迎面橋梁正中間各設置1盞橋涵標，橋牌型式日間為正方形紅色牌，夜間為燈質紅色定光燈，兩側橋柱各裝3盞綠色定光燈。

3. 3 ?系統工作過程

（1）超高船舶闖入預警區域時，將觸發距本鐵路橋300m處的第一道超高檢測儀。

系統的反應如下：

立即觸發聲光或者語音報警器立即循環播報 “船舶超高，嚴禁通行”，晚上自動啟動探照燈射向橋梁，橋梁上安裝的LED顯示屏上看到設置在橋邊醒目 “超高船舶，禁止通行” 警告顯示，如果是晚上，還能看到醒目的橋涵（橋柱）標志燈。

（2）若超高船舶仍不聽勸告繼續前進，距離橋梁約50m位置設置違法搶越抓怕取證設備，系統反應如下：

觸發超高電子監察抓拍系統對超高船舶抓拍3張照片，可以辨認船牌號碼及拍攝的具體時間，抓拍照片并通過網絡傳送到指定的監控管理中心

報警信息立即通過GPRS網絡向指定用戶發送船舶闖入信息。

中心端及其他終端可通過網絡立即能看到現場情況，以便作出相應的應急處理。

如船舶強行穿過橋梁，則另一側的數碼抓拍設備再對其進行抓拍取證。

3. 4 ?監控中心端

監控中心系統簡介

用互聯網IP就能接收到現場路由器送來的視頻及照片信號，為提高系統可靠性在托管房建立雙網服務器，終端網絡采用能上網的寬帶網絡，監控中心負責接收通過現場網絡傳輸過來的視頻及照片信息，監控中心主要由照片接收軟件等組成，可完成對現場圖片的接收、顯示、存儲、回放、備份、打印等。

系統功能

實時的現場檢測：激光超高檢測器能對進入預警區域的超高船只進行24小時實時檢測并及時報警，同時能智能識別方向，對接近橋梁的超高船舶能觸發報警，而對駛離橋梁的船舶不觸發系統報警：

網絡監控：一旦發現有超高船舶通行，視頻監控系統能從存儲在現場錄像機硬盤中的視頻文檔中，通過回放視頻以了解違法船舶通行所造成的后果，便于事故處理，以及進行后續清障和修復工作

網絡報警：超高船舶闖入即向指定服務器端報警，工務段監控中心打開終端監控軟件平臺，即可接收到報警信息，同時向相關人員發送報警短信，便于實時掌握該橋梁是否有超高通行的船舶，為快速高效地啟動后續事故處理程序提供了基礎保證。

系統的取證采用網絡高清設備攝像頭，無論是白天還是黑夜，對違章通行的超高船舶的外觀及船號均能清晰抓拍取證，如果船舶強行通行橋梁，則系統可以在上下游各自動抓拍一次，加大取證效果，抓拍到的超高船舶的照片除了存儲在現場端的設備外，還立即向指定的服務器傳輸，便于統一的監控管理。

太陽能供電：系統的超高檢測、無線傳輸、語音預警、LED禁令顯示、GSM通信單元的功耗較低，所以采用了太陽能供電，由此解決了系統在接電或布線困難區段的系統供電問題。

維安達斯激光對射船舶超高預警系統的應用攻克了船舶超高檢測、防撞預警、違法取證等方面的技術難題，成功地解決了航道橋監管的問題，有效地防止了鐵路橋梁撞擊事故的發生，大大減少了橋梁防護設施的維護費用，保障了橋梁行車安全和人民生命財產的安全。

隨著我國經濟的快速發展，航道運輸日益繁忙，航道等級不斷提高，船舶密度、裝載高度也相應增高，現有的很多橋梁已經達不到現有的通航條件，經常會發生撞橋事故，當超高船只違法沖撞橋梁后可能發生的后果是橋梁位移及橋梁壽命的縮短，而橋梁位移極易發生（鐵路線路變形），嚴重影響鐵路運營安全，本系統能及時提醒超高船舶采取必要措施，降低撞橋幾率，同時對肇事者船只進行抓拍為責任劃分提供了有力的證據，是目前現有階段船舶超高預警方案的選擇應用。